1、机械波一、选择题(本题共10个小题,每小题7分,共70分,每小题只有一个选项正确,请将正确选项前的字母填在题后的括号内)1如图所示为简谐横波在某一时刻的波形图,已知此时质点A正向上运动,如图中箭头所示,由此可断定此横波()A向右传播,且此时质点B正向上运动B向右传播,且此时质点C正向下运动C向左传播,且此时质点D正向上运动D向左传播,且此时质点E正向下运动解析:由质点A向上运动可以确定波向左传播,则质点B、C正向下运动,质点D、E正向上运动,故C正确答案:C2如图所示为一列简谐横波的图象,波速为0.2 m/s,以下结论正确的是()A振源振动的频率为0.4 HzB若质点a比质点b先回到平衡位置,
2、则波沿x轴正方向传播C图示时刻质点a、b、c所受回复力大小之比为213D经过0.5 s质点a、b、c通过的路程为75 cm解析:由图可知,波长为8 cm,周期为T s0.4 s,振动频率为2.5 Hz,A错若质点a比质点b先回到平衡位置,则质点a向下振动,波沿x轴负方向传播,B错回复力的大小与位移成正比,C对,经过0.5 s即1T,只有c点通过的路程为75 cm,D错答案:C3. 振源A带动细绳上各点上下做简谐运动,t0时刻绳上形成的波形如图所示规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向,则P点的振动图象是()解析:选B.本题考查波动与振动相结合的问题由t0时刻绳上形成的波形可知该波刚传到P点时
3、处于平衡位置,由“上下坡”法可知,P处上坡,所以起振方向向下,B正确4一简谐机械波沿x轴正方向传播,周期为T,波长为.若在x0处质点的振动图象如右图所示,则该波在tT/2时刻的波形曲线为下图中的()解析:从振动图象上可以看出x0处的质点在tT/2时刻处于平衡位置,且正在向下振动,四个选项中只有A图符合要求,故A项正确答案:A5介质中有一列简谐机械波传播,对于其中某个振动质点()A它的振动速度等于波的传播速度B它的振动方向一定垂直于波的传播方向C它在一个周期内走过的路程等于一个波长D它的振动频率等于波源的振动频率解析:由振动和波的关系可知:质点的振动速度是质点运动的速度,而波的传播速度是指“振动
4、”这种运动形式的传播速度,故A错;波可分为横波和纵波,在纵波中,质点的振动方向与波的传播在一条直线上,故B错;在一个周期内波传播的距离等于波长,而质点运动的路程等于4个振幅,故C错;介质中所有质点的振动都是由波源的振动引起的,它们的振动频率与波源的振动频率都相同,故D正确答案:D6如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t0时的波形图,当Q点在t0时的振动状态传到P点时,则()A1 cmx3 cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动BQ处的质点此时的加速度沿y轴的正方向CQ处的质点此时正在波峰位置DQ处的质点此时运动到P处解析:画出将Q点的振动状态传到P点,即tT时的波形图(如图),由波的传播方向
5、知,1 cmx2 cm范围内的质点沿y轴正方向运动,A错误;此时Q处的质点在波谷,具有沿y轴正向的加速度,所以B正确,C、D错误答案:B7如图所示,实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t0时刻的波形图,虚线是这列波在t0.2 s时刻的波形图已知该波的波速是0.8 m/s,则下列说法正确的是()A这列波的波长是14 cmB这列波的周期是0.125 sC这列波可能是沿x轴正方向传播的Dt0时,x4 cm处的质点速度沿y轴负方向解析:由波动图象可知波长12 cm,故A错;由T0.15 s,故B错;t0.2 s(0.150.05)sTT,则波沿传播方向传播的距离为x(124)cm16 cm,即在T内波传播
6、的距离为x04 cm,故波沿x轴负向传播,C错;由波的传播方向可知x4 cm处的质点在t0时沿y轴负方向,故D正确答案:D8如图所示,实线为一列横波某时刻的波形图象,这列波的传播速度为0.25 m/s,经过时间1 s后的波形如虚线所示那么这列波的传播方向与这段时间内质点P(x0.1 m处)所通过的路程是()A沿x轴负方向,10 cm B沿x轴正方向,30 cmC沿x轴负方向,50 cm D沿x轴负正向,70 cm解析:波的传播距离xvt0.25 m,故波沿x轴负方向传播,P所通过的路程为5倍振幅,即50 cm.答案:C9一列简谐横波沿x轴传播t0时刻的波形如图所示,质点A与质点B相距1 mA点
7、速度沿y轴正方向;t0.02 s时,质点A第一次到达正向最大位移处由此可知()A此波的传播速度为25 m/sB此波沿x轴正方向传播C从t0时起,经过0.04 s,质点A沿波传播方向迁移了1 mD在t0.04 s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴负方向解析:因为A、B相距1 m,所以波长2 m,因A点速度沿y轴正方向,所以波沿x轴负方向传播因t0.02 s时,质点A第一次到达正向最大位移处,可知波的周期T40.02 s0.08 s所以波速v m/s25 m/s,A正确、B错误,介质中质点只在平衡位置附近振动,不随波迁移,所以C项错误t0时B点通过平衡位置沿y轴负方向运动,经0.04 s即个周期,
8、质点B将通过平衡位置沿y轴正方向运动,所以D错答案:A10一列简谐横波在t0时刻的波形如图中的实线所示,t0.02 s时刻的波形如图中虚线所示若该波的周期T大于0.02 s,则该波的传播速度可能是()A2 m/s B3 m/sC4 m/s D5 m/s解析:因为该波的周期大于0.02 s,所以波在0.02 s内传播的距离小于一个波长比较两时刻波形图可知,若波沿x方向传播,则波的传播距离为x2 cm,所以波速v1 m/s;若波沿x方向传播,波的传播距离x6 cm,所以波速v3 m/s,B项正确答案:B二、非选择题(本题共2小题,共30分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的
9、要注明单位)11(15分)渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位已知某超声波频率为1.0105 Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示(1)从该时刻开始计时,画出x7.5103 m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)解析:本题考查振动图象与波动图象、波速公式、全反射等知识点,意在考查考生运用知识解决实际问题的能力(1)如图所示(2)由波形图读出波长15103 m由波速公式得vf鱼群与渔船的距离为xvt联立式,代入数据得x3000 m答案:(1)见解析图(2)3000 m12(15
10、分)在某介质中形成一列简谐波,波向右传播,在0.1 s时刻刚好传到B点,波形如图所示,且再经过0.6 s,P点也开始起振,求:(1)该列波的周期T;(2)从t0时刻起到P点第一次达到波峰时止,O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少?解析:(1)由图象可知,2 m波速v m/s10 m/s由v,得T0.2 s(2)设从图示时刻,P点第一次达到波峰时,所需时间为t,则ts/v0.75 sP点第一次到达波峰的时刻为t0.1 s0.85 s由题意可知t0时刻,波刚好传到O点,起振方向向下,即O点振动了t0.85 st4TT/4所以y02 cm,路程s034 cm答案:(1)0.2 s(2)2 cm34 cm- 10 -
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